X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Гормоны гипоталамуса и гипофиза объединяют в одну общую большую систему, поскольку вместе они представляют нейроэндокринный комплекс, то есть обеспечивают как нервные, так и эндокринные функции организма. Гормоны данной системы относятся к гормонам внутренней секреции, являются внеклеточными сигнальными регуляторами и обладают дистантным действием.

Гипоталамо-гипофизарная система состоит из ножки гипофиза, начинающейся в вентромедиальной области гипоталамуса, и трёх долей гипофиза, куда входит аденогипофиз (передняя доля), нейрогипофиз (задняя доля) и вставочная доля гипофиза, где участие всех трёх долей управляется гипоталамусом с помощью специальных нейросекреторных клеток. Далее более подробно рассмотрим гормоны гипофиза и гипоталамуса.

Гипоталамус (подбугорье) представляет собой структуру центральной нервной системы, которая входит в состав промежуточного мозга и включает свыше 30 ядер, которые координируют нейроэндокринную деятельность мозга, а также участвуют в поддержании гомеостаза организма [1, 2]. Гипоталамус получает информацию из внешней и внутренней сред. Сигналы из внешней среды поступают в эту нервную структуру в обработанном виде и объединяются в единое целое, следствием этого является выработка клетками гипоталамуса регуляторных гормонов – рилизинг-факторов. Кроме того, гипоталамус контролирует деятельность парасимпатической и симпатической нервной системы и с их помощью регулирует деятельность удаленных от центра эндокринных желез, а также органов-мишеней.

Рилизинг-факторы, выделяемые гипоталамусом, можно разделить на две группы, которые отличаются по своему физиологическому действию: статины и либерины. Эти вещества являются антагонистами: либерины – стимулируют, а статины – подавляют и выводят гормоны гипофиза из организма. Либерины – это группа пептидных гормонов, которые по системе портальных капилляров попадают в аденогипофиз и стимулируют выделение тропных гормонов гипофиза, регулирующих функции эндокринных желез [2, 3]. В настоящее время известно 7 либеринов и 3 статина, название которых связано с соответствующими гормонами гипофиза.

Кортиколиберин способствует увеличению секреции передней долей гипофиза проопиомеланокортина, производными которого является адренокортикотропный гормон (АКТГ), в небольшой степени участвует в выделении других гормонов: β-эндорфина, липотропного гормона, меланоцитостимулирующего гормона.

Тиролиберинможет синтезироваться и вне гипоталамуса: в других областях головного мозга, желудочно-кишечном тракте и других органах и тканях. Секрецию тиролиберина может стимулировать такой гормон как эстроген, помимо этого на увеличение секреции этого либерина влияют такие внешние факторы как стресс и охлаждение организма. При повышении пролактина под действием тиролиберина у человека может снижаться уровень или эффективность действия гормонов щитовидной железы, то есть трийодтиронина и тироксина.

Гонадолиберин способствует стимулированию секреции фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гормонов гипофиза, благодаря этому они регулируют секрецию половых стероидов, в то время как сама секреция имеет импульсный характер [4].

Соматолиберин стимулирует синтез и секрецию соматотропного гормона в аденогипофизе. На увеличение секреции этого гормона действуют такие показатели как низкий уровень соматотропного гормона в крови, наличие большого количества серотонина, норадреналина и эндорфинов.

Фоллиберин выполняет одну единственную, но очень важную функцию организма. В яичниках он отвечает за стимуляцию развития фолликулов, которые нужны для полноценного прохождения такого периода как овогенез, а мужчин участвует в сперматогенезе.

Пролактолиберин оказывает стимулирующее действие на процесс синтеза гормона-пролактина в гипофизе, который в свою очередь воздействует на формирование необходимого количества протоков в молочной железе. Гормон начинает активно образовываться в период вынашивания плода и содержится на протяжении всего периода лактации.

Меланолиберин – это гормон, химическая структура которого аналогична структуре гормона окситоцина. Этот гормон гипоталамуса способствует высвобождению гормона меланина, который синтезируется в гипофизе [2].

Соматостатин (СС)помимо гипоталамуса может синтезироваться в поджелудочной железе и клетках кишечника. Этот гормон имеет широкий спектр биологического действия: ингибирует действие адренокортикотропного, соматотропного и тиреотропного гормонов, тормозит действие инсулина и глюкагона. Поскольку СС действует на синтез гормона роста в аденогипофизе, его можно использовать для лечения опухолевых заболеваний и акромегалии [5]. Пролактостатин,по-другому, дофамин, тормозит секрецию гормона-пролактина в аденогипофизе. Меланостатиноказывает ингибирующее действие на меланоцитстимулирующие гормоны аденогипофиза [4].

Гипофиз является главной эндокринной железой в организме человека, которая регулирует активность ряда желез внутренней секреции. В гипофизе выделяют две структурно и функционально различные части: аденогипофиз и нейрогипофиз.

Аденогипофиз состоит из железистых эндокринных клеток различных типов, каждая из которых секретирует определенный гормон, которых всего. Нейрогипофиз образован клетками эпендимы и окончаниями аксонов нейросекреторных клеток паравентрикулярного и супраоптического ядер гипоталамуса промежуточного мозга, в которых синтезируются вазопрессин и окситоцин.

Существует два вида гормонов гипофиза: тропные и эффекторные. Если гормон воздействует непосредственно напрямую, то он относится к эффекторным гормонам, если гормон регулирует деятельность периферических желез, то его относят к тропному виду. Примерами тропных гормонов являются адренокортикотропный, тиреотропный и гонадотропный гормоны. Примеры эффекторных – соматотропный и пролактин.

Соматотропный гормон образуется соматотропоцитами аденогипофиза, он активно влияет на опорно-двигательный аппарат: стимулирует транспорт аминокислот и глюкозы через мембрану клеток, участвует в синтезе белков, вызывает гипертрофию тканей, стимулирует синтез в клетках печени семейство полипептидов, получивших название соматомедины [2]. Соматотропный гормон участвует в метаболизме белков, он имеет анаболический эффект на скелетные и сердечную мышцы, в клетке которых стимулирует транспорт аминокислот и глюкозы, в них начинается синтез ДНК, РНК и белков. Также участвует в метаболизме жиров, где обладает катаболическим эффектом на жировую ткань, и он стимулирует выход из неё жирных кислот, где способствует уменьшению содержания в ней триглицеридов и повышению содержания жирных кислот и глицерола в крови. Также гормон увеличивает окисление жирных кислот в печени до кетоновых тел. Соматотропный гормон участвует и в метаболизме углеводов, где оказывает антиинсулиновый эффект и способен вызывает гипергликемию, которая связана преимущественно со способностью этого гормона вызывать повышение в плазме крови жирных кислот, благодаря чему активируется глюконеогенез в печени. В результате антиинсулинового эффекта подавляется транспорт глюкозы в жировую ткань. В метаболизме электролитов соматотропный гормон усиливает почечную реабсорбцию ионов кальция, фосфата и натрия, которые участвуют в его влияние на костную и хрящевую ткани [4].

Адренокортикотропный гормон (АКТГ) образуется кортикотропоцитами аденогипофиза, суточный ритмы секреции: максимум перед пробуждением, минимум перед сном. Мишенями этого гормона являются пучковая и сетчатая зоны коры надпочечников. Гормоном-активатором секреции АКТГ является кортиколиберин, выделение которого усиливает стресс, боль, травма, кровопотери, переохлаждение, перегревание, инфекции, психические переживания и физическая нагрузка. Ингибиторное же воздействие на секрецию адренокортикотропного гормона оказывают глюкокортикоиды и меланин [6].

Пролактин образуется при участии лактотропоцитов аденогипофиза, секреция носит импульсный и ее пик приходится на ночные часы. Органами-мишенями данного гормона служат молочные железы и гонады. Пролактин стимулирует пролиферацию протоков, развитию долек, способствует гиперплазии молочных желез, секреции молока, благодаря активации синтеза казеина и альфа-лактоглобулина, жиров, углеводов. Данный эффект реализуются в присутствии кортизола, инсулина, тироидных гормонов эстрогенов и прогестерона. Секрецию стимулирует тиролиберин гипоталамуса, который выполняет функцию пролактолиберина, серотонин, ангиотензин 2 и тиреотропный гормон. Существуют и физиологические активаторы секреции пролактина: беременность и грудное вскармливание, где возникает нейроэндокринный рефлекс: при сосании груди и афферентные импульсы, приходящие в гипоталамус, способствуют выбросу пролактина в крови, концентрация его возрастает примерно в 40 раз. Во время глубокого сна в первые часы наблюдается максимальное количество гормона, а также во время стресса. Ингибиторами секреции являются дофамин, который выполняет функцию пролактостатина, и прекращение вскармливания ребенка грудью [4].

Фолликулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны (ФСГ и ЛГ) образуются в гонадотропоцитах аденогипофиза. Оказываемые эффекты ФСГ женщин: рост и созревание фолликулов и повышение их чувствительности к лютеинизирующему гормону; увеличение секреции эстрогенов. У мужчин в период полового созревания ФСГ обеспечивает рост и развитие интерстициальных клеток Лейдига, которые продуцируют андрогены. В половозрелом возрасте гормон отвечает за стимуляцию сперматогенеза и синтеза циторецепторов, которые связывают андрогены.

Благодаря ЛГ у женщины созревают яйцеклетки и желтое тело, а также продукция эстрогенов и прогестерона совместно с пролактином. У мужчин лютеинизирующий гормон стимулирует образование андрогенов в клетках Лейдига, через андрогены поддерживается и гаметогенез [6].

Тиреотропный гормон образуется тиротропоцитами аденогипофиза. Этот гормон действует на тироциты щитовидной железы и активирует ее функцию, также вызывает гиперплазию ее железистой ткани и стимулирует выработку тироксина. Тиреотропный гормон действует прямо на рецепторы тироцитов, так и через посредников инозитолтрифосфат и Ca, стимулирует все этапы синтеза и секреции тироидных гормонов в щитовидной железе.

Активаторами секреции тиреотропного гормона являются: тиролиберин,, переохлождение, низкие концентрации тиреодных гормонов в крови, норадреналин, серотонин, эстрогены. Ингибиторы секреции – это соматостатин, мелатонин, дофамин и глюкокортикоиды. Секреция тиреотропина снижается также при травме, боли, наркозе. Избыток тиреотропина проявляется гиперфункцией щитовидной железы, клинической картиной тиреотоксикоза.

Меланоцитостимулирующий гормон (МСГ) образует миланотропы аденогипофиза. Мишенью являются пигментные клетки. В меланоцитах эпидермиса кожи синтез меланина, где происходит образование его гранул (меланосом), которые накапливаются в кератоцитах в виде «защитного» зонтика над ядром. Обеспечивая пигментацию кожи и волос, регулирует степень ультрафиолетового облучения эпидермиса и сопряженные с этим процессом синтеза витамина D3 и распада фолиевой кислоты. Также меланоцитостимулирующий гормон участвует в обеспечении фоторецепции сетчатки в пигментном слое и в механизмах памяти.

Регуляция секреции МСГ стимулируется меланолиберинами гипоталамуса, есть и сенсорные стимулы такие как звук, прикосновение, грудное вскармливание, травма. Меланостатин и кортизол по механизму отрицательной обратной связи – это ингибиторы секреции меланоцитостимулирующего гормона [4].

Вазопрессин, или антидиуретический гормон оказывает следующие эффекты в организме человека: увеличивает реабсорбцию воды в дистальных канальцах и собирательных трубках почек, что приводит к уменьшению диуреза; в более высоких концентрациях начинают усиленно сокращаться гладкие мышцы, а также происходит сокращение сосудов; активируются центры жажды и питьевого поведения;принимает активное участие в механизмах формирования памяти: стимулируют обучение.

Главным регулятором секреции антидиуретического гормона является осмоляльность плазмы, которая контролируется осморецепторами гипоталамуса, сосудов и тканей. Еще два не менее важных регулятора секреции вазопрессина – колебания объема циркулирующей крови и артериальное давление, которые регистрируются барорецепторами аорты, сонной и легочной артерии, волюморецепторами предсердий и вен. Существуют и другие факторы, которые влияют на стимуляцию секреции вазопрессина: симпатоадреналовая система (через бета-адренорецепторы), ангиотензин 2, гистамин и ацетилхолин; тормозят же секрецию натрийуретический гормон предсердий, наличие этанола и переохлаждение[7].

Окситоцин – это еще один гормон нейрогипофиза, который образуется в паравентрикулярных и супраоптических ядрах гипоталамуса [4]. Эффекты окситоцина на организм человека реализуются через соединения Ca²⁺ : после действия этого гормона усиливается сократительная активность матки во время родов; возрастает сокращение гладкой мускулатуры протоков молочных желез и происходит выделение молока; увеличивается секреция продукции простагландинов в эндометрии, которые совместно с окситоцином вызывают начало родов, а также участвуют в механизмах формирования памяти, в точности нарушается запоминание [8].

В настоящее время множество статьей посвящено проблемам нарушения синтеза гормонов гипоталамо-гипофизарной системы, в частности, адренокортикотропного, тиреотропного и соматотропного, участвующих в вынашивании плода у женщин. Недостаток этих гормонов свидетельствует об истощении эндокринно-метаболической регуляции гомеостаза и клинически проявляется дезадаптацией новорожденных в неонатальном периоде и повышением риска перинатальных потерь [9]. Также низкий уровень тиреотропного гормона у женщин приводит к галакторее, которая обусловлена дисфункцией щитовидной железы [10]. На основе анализа данных статей можно сделать следующие выводы: изучение данной проблемы поможет разработать дифференцированный подход к тактике ведения беременных и новорожденных, снизить перинатальную смертность; если привести данные гормоны в норму, то это приведет к восстановлению регулярного менструального цикла и овуляции у большинства женщин. На основе собственных выводов мы можем сказать, что изучение работы гормонов гипоталамо-гипофизарной системы является актуальной темой для исследований, так как в нашем организме постоянно должен поддерживаться гармоничный баланс между деятельностью эндокринных желез, состоянием нервной системы и ответом, непосредственно, тканей, на которые направлено воздействие. Любое нарушение в каждом из этих звеньев быстро приводит к отклонениям от нормы. Избыток или недостаток продукции гормонов служит причиной различных заболеваний, которые сопровождаются глубокими химическими изменениями в организме человека.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Шилкин, В.В., Филимонов, В.И. Анатомия по Пирогову. Атлас анатомии человека. — ГЭОТАР-Медиа, 2013. — Т. 2. — 736 с.

2 Комов, В. П., Шведова, В. Н. Биохимия: учебник для вузов. — М.: Дрофа, 2006. — 638 c.

3 Петровский, Б.В. Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ) — 3-е изд., под редакцией / Б.В. Петровскbq. Москва, 1974.

4 Яковлев, В.Н., Есауленко, И.Э., Сергиенко, А.В. Нормальная физиология. T.1.: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — 240 с.

5 Prasad, V., Fetscher, S., Baum, R.P. Changing role of somatostatin receptor targeted drugs in NET: Nuclear Medicine’s view. // J. Pharm. Pharmaceut. Sci. 2007. — 32-327 P.

6 Верин, В. К., Иванов В.В. Гормоны и их эффекты. — М.: Фолиант, 2011. — 136 c.

7 Смирнов, В.М. Физиология человека: учебник. — М.: Медицина, 2001. — 608 с.

8 Ткаченко, Б.И. Физиологические основы здоровья человека: учебник — СПб.; Архангельск: издательский центр СГМУ, 2001. — 728 с.

9 Стрижаков, А. Н., Игнатко, И.В., Карданова, М.А. / Критическое состояние плода: определение, диагностические критерии, акушерская тактика, перинатальные исходы. — Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии, — 2015, — № 4(14), — 5-14 С.

10 Назаренко, Т. А.,Ходжамурадова, Д.А., Хайридинова, С., Гулин, А.В. / Лечении гиперпролактинемии у женщин с бесплодием в регионе йодной недостаточности. — Вестник тамбовского университета, — 2012, — № 5 (17), — 1445-1448 С.

1^ Научный руководитель: Черкасова Анна Сергеевна, старший преподаватель кафедры биологии человека и биотехнических систем, САФУ имени М.В. Ломоносова.

Код для цитирования: Скопировать